用于生成高压参考地电平的电路及包含该电路的电子系统的制作方法

专利2026-08-21  13


本发明属于电路领域,具体涉及一种用于生成高压参考地电平的电路及包含该电路的电子系统。


背景技术:

1、本部分旨在为权利要求书中陈述的本发明的实施例提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。

2、在采用bcd工艺设计的高压电源芯片中,其中的ldmos在设计上需要一个高压参考地电平(vssh)。例如,vssh可以作为一个参考源而被用于驱动ldpmos的栅极。

3、图1为根据现有技术的一种用于生成高压参考地电平的电路的示意图,其示出了一种简单的vssh生成方案。如图1所示,当使能信号en=1时,即可输出vssh。在无需vssh有驱动能力的应用中,该方案可以简单地实现vssh地生成。然而,在高速、大负载的应用中,图1的方案难以满足针对电路的翻转速度和驱动能力的要求。因此,一般会在图1的vssh后增加一级电压跟随器amp(即放大器)以提高vssh的驱动能力,如图2所示,其示出了根据现有技术的另一种用于生成高压参考地电平的电路的示意图。在图2中,vssh的驱动能力由amp来提供。

4、然而,无论是图1还是图2示出的方案,在使能信号en=1的情况下,始终会在电阻r1上存在由电流源提供的电流iref,从而始终在电阻r1上消耗功率,这导致电路的能耗过大。


技术实现思路

1、针对上述现有技术中存在的问题,本发明提出了一种用于生成高压参考地电平的电路,包括:驱动模块和保持模块,其中,所述驱动模块连接到第一电源端、第二电源端和第一使能端,并且所述驱动模块用于基于来自所述第一使能端的第一使能信号(en1)来向所述保持模块输出在所述驱动模块内部生成的内部高压电平(vssh_int)和内部使能信号(enb1_h),所述保持模块连接到所述第二电源端、第三电源端、所述第一使能端和第二使能端,并且所述保持模块用于基于来自第三电源端的所述参考电压(vr)、所述内部高压电平(vssh_int)、所述内部使能信号(enb1_h)、所述第一使能信号(en1)和来自第二使能端的所述第二使能信号(en2)来向所述电路的外部输出所述高压参考地电平(vssh),所述第一使能信号(en1)和所述第二使能信号(en2)以预定时间间隔周期性地分别在低电平和高电平之间切换,在所述第一使能信号(en1)为高电平并且所述第二使能信号(en2)为低电平的情况下,所述驱动模块工作并输出所述内部高压电平(vssh_int)和所述内部使能信号(enb1_h),在所述第一使能信号(en1)为低电平并且所述第二使能信号(en2)为高电平的情况下,所述保持模块工作并基于所述内部高压电平(vssh_int)来保持并输出所述高压参考地电平(vssh),并且所述驱动模块不工作。

2、所述驱动模块包括:第一电阻(r1)、第二电阻(r2)、第三电阻(r3)、第一放大器(amp1)、第一开关管(mn1)、第五开关管(mp1)、第六开关管(mp2)、电流源和第三电容(c3),其中,所述第一电阻(r1)的第一端和所述第二电阻(r2)的第一端连接到所述第一电源端,所述第二电阻(r2)的第二端连接到所述第三电阻(r3)的第一端和所述第一放大器(amp1)的同相输入端,所述第一电阻(r1)的第二端连接到所述第一放大器(amp1)的反相输入端和所述第五开关管(mp1)的第一极,所述第一放大器(amp1)的输出端连接到所述第五开关管(mp1)的控制极,所述第五开关管(mp1)的第二极连接到所述第一开关管(mn1)的第一极和所述第六开关管(mp2)的控制极,所述第三电阻(r3)的第二端连接到所述第六开关管(mp2)的第一极,所述第一开关管(mn1)的控制极连接到所述第一使能端,所述第一开关管(mn1)的第二极连接到电流源的第一端,所述电流源的第二端和所述第六开关管(mp2)的第二极连接到所述第二电源端,其中,所述第一开关管(mn1)的控制极用于接收所述第一使能信号(en1),所述第六开关管(mp2)的第一极用于输出所述内部高压电平(vssh_int),并且所述第五开关管(mp1)的第二极用于输出所述内部使能信号(enb1_h),其中,所述第三电容的两端分别连接到所述第五开关管(mp1)的控制极和第二极,所述第三电容(c3)用来调节所述驱动模块的带宽及相位裕度,其中,所述第五开关管(mp1)的类型与所述第六开关管(mp2)的类型相同,并且所述第一开关管(mn1)的类型与所述第六开关管(mp2)的类型不同。

3、在所述第一使能信号(en1)为低电平的情况下,所述第一开关管(mn1)关断,使得所述第五开关管(mp1)的控制极不能接收到电压而关断,从而在所述第二电阻(r2)和所述第三电阻(r3)上不存在电流并且使所述驱动模块不工作。

4、所述保持模块包括:第七开关管(mp3)、第二开关管(mn2)、第三开关管(mn3)、第四开关管(mn4)、第一电容(c1)、第二电容(c2)、第二放大器(amp2)和第四电容(c4),其中,所述第七开关管(mp3)的控制极接收所述内部使能信号(enb1_h),所述第七开关管(mp3)的第二极接收所述内部高压电平(vssh_int),所述第七开关管(mp3)的第一极连接到所述第一电容(c1)的第一端和所述第二开关管(mn2)的第一极,所述第一电容(c1)的第二端连接到所述第二放大器(amp2)的同相输入端、所述第四开关管(mn4)的第一极和所述第二电容(c2)的第一端,所述第四开关管(mn4)的第二极连接到所述第二放大器(amp2)的反相输入端和所述第三电源端,所述第二电容(c2)的第二端和所述第三开关管(mn3)的第二极连接到所述第二电源端,所述第二放大器(amp2)的输出端连接到所述第三开关管(mn3)的控制极,所述第三开关管(mn3)的第一极连接到所述第二开关管(mn2)的第二极,其中,所述第四开关管(mn4)的控制极用于接收所述第一使能信号(en1),所述第二开关管(mn2)的控制极用于接收所述第二使能信号(en2),所述第二放大器(amp2)的输出端通过调控所述第三开关管(mn3)的控制极的电压来使所述第三开关管(mn3)的同相输入端和反相输入端的电压保持相等,从而将所述高压参考地电平(vssh)维持成所述内部高压电平(vssh_int)的电压,其中,所述第四电容的两端分别连接到所述第三开关管(mn3)的控制极和第一极,所述第四电容(c4)用来调节所述保持模块的带宽及相位裕度,其中,所述第二开关管(mn2)、第三开关管(mn3)和第四开关管(mn4)的类型相同,并且所述第二开关管(mn2)的类型与所述第七开关管(mp3)的类型不同。

5、在所述第一使能信号(en1)为低电平并且所述第二使能信号(en2)为高电平的情况下,所述保持模块借助由所述第二放大器(amp2)、所述第二开关管(mn2)、所述第三开关管(mn3)、所述第一电容(c1)和所述第二电容(c2)构成的回路将所述高压参考地电平(vssh)保持稳定。

6、在另一个方面,本发明公开了一种电子系统,所述电子系统包括如上所述的电路。

7、应当理解,上述说明仅是本发明技术方案的概述,以便能够更清楚地了解本发明的技术手段,从而可依照说明书的内容予以实施。为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂,以下特举例说明本发明的具体实施例。


技术特征:

1.一种用于生成高压参考地电平的电路,包括:驱动模块和保持模块,

2.根据权利要求1所述的电路,其中,所述驱动模块包括:第一电阻(r1)、第二电阻(r2)、第三电阻(r3)、第一放大器(amp1)、第一开关管(mn1)、第五开关管(mp1)、第六开关管(mp2)和电流源,

3.根据权利要求2所述的电路,其中,所述驱动模块还包括第三电容(c3),所述第三电容的两端分别连接到所述第五开关管(mp1)的控制极和第二极,所述第三电容(c3)用来调节所述驱动模块的带宽及相位裕度,

4.根据权利要求2所述的电路,其中,在所述第一使能信号(en1)为低电平的情况下,所述第一开关管(mn1)关断,使得所述第五开关管(mp1)的控制极不能接收到电压而关断,从而在所述第二电阻(r2)和所述第三电阻(r3)上不存在电流并且使所述驱动模块不工作。

5.根据权利要求1所述的电路,其中,所述保持模块包括:第七开关管(mp3)、第二开关管(mn2)、第三开关管(mn3)、第四开关管(mn4)、第一电容(c1)、第二电容(c2)和第二放大器(amp2),

6.根据权利要求5所述的电路,其中,所述保持模块还包括第四电容(c4),所述第四电容的两端分别连接到所述第三开关管(mn3)的控制极和第一极,所述第四电容(c4)用来调节所述保持模块的带宽及相位裕度,

7.根据权利要求5所述的电路,其中,在所述第一使能信号(en1)为低电平并且所述第二使能信号(en2)为高电平的情况下,所述保持模块借助由所述第二放大器(amp2)、所述第二开关管(mn2)、所述第三开关管(mn3)、所述第一电容(c1)和所述第二电容(c2)构成的回路将所述高压参考地电平(vssh)保持稳定。

8.一种电子系统,其特征在于,所述电子系统包括根据权利要求1-7所述的电路。


技术总结
本发明提出一种用于生成高压参考地电平的电路,包括:驱动模块和保持模块;驱动模块用于基于来自第一使能端的第一使能信号来向保持模块输出内部高压电平和内部使能信号,保持模块用于基于来自第三电源端的参考电压、内部高压电平、内部使能信号、第一使能信号和来自第二使能端的第二使能信号来向电路外部输出高压参考地电平,第一使能信号和第二使能信号以预定时间间隔周期性地分别在低电平和高电平之间切换,在第一使能信号为高电平并且第二使能信号为低电平时,驱动模块工作并输出内部高压电平和内部使能信号,在第一使能信号为低电平并且第二使能信号为高电平时,保持模块工作并基于内部高压电平来保持并输出高压参考地电平且驱动模块不工作。

技术研发人员:黄福军
受保护的技术使用者:天津希格玛微电子技术有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/6/26
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